思科网络技术学院教程：无线局域网基础

第一部分　无线技术背景知识

第1章　无线局域网入门　3
1.1　理解WLAN　3
1.1.1　WLAN是什么　3
1.1.2　不再需要线路吗　4
1.1.3　为什么选择无线　5
1.1.4　WLAN的演进　6
1.1.5　WLAN的展望　7
1.2　网络介质　8
1.2.1　STP　8
1.2.2　UTP　9
1.2.3　同轴电缆　10
1.2.4　光纤　10
1.2.5　空气——无线介质　11
1.2.6　无线应用　12
1.2.7　介质安装　12
1.3　无线技术　14
1.3.1　相关缩略语　15
1.3.2　数字无线和蜂窝技术　16
1.3.3　蜂窝无线电　17
1.3.4　第3代无线技术　18
1.4　WLAN组件和技术　19
1.4.1　组件概述　19
1.4.2　802.11设备　23
1.4.3　消费类无线产品　24
1.4.4　WLAN拓扑　24
1.5　WLAN市场　25
1.5.1　WLAN发展和标准的结论　26
1.5.2　WLAN发展和应用　26
1.5.3　WLAN解决方案的市场要求　27
1.6　WLAN挑战和问题　28
1.6.1　无线信号干扰和衰减　28
1.6.2　电源管理　30
1.6.3　互操作性　31
1.6.4　网络安全　31
1.6.5　可靠性和连通性　32
1.6.6　安装和站点设计的相关问题　33
1.6.7　健康问题　33
1.6.8　WLAN的未来方向　34
1.7　小结　35
1.8　主要术语　35
1.9　复习题　36

第二部分　无线设备

第2章　IEEE 802.11和网络接口卡　41
2.1　802.11标准　41
2.1.1　IEEE和802.11　43
2.1.2　IEEE 802.2 LLC回顾　45
2.1.3　WLAN概述　45
2.1.4　逻辑架构　46
2.2　802.11 MAC层　48
2.2.1　MAC服务　49
2.2.2　MAC的帧结构、体系结构和操作　49
2.3　物理层　52
2.3.1　物理层收敛过程　52
2.3.2　物理介质相关系统　52
2.3.3　物理层管理实体　52
2.3.4　层参考模型和操作　53
2.3.5　原语　53
2.3.6　IEEE 802.11b(高速)DSSS PHY规范　54
2.3.7　IEEE 802.11b(高速)工作信道　56
2.3.8　IEEE 802.11b扩频和调制　57
2.3.9　IEEE 802.11a PHY规范　57
2.3.10　IEEE 802.11g PHY规范　58
2.3.11　FHSS和红外PHY规范　58
2.4　客户端适配器　59
2.4.1　客户端适配器的部件　61
2.4.2　驱动程序类型和客户端支持　63
2.4.3　采用客户端适配器的网络配置　64
2.5　Aironet客户端实用工具　65
2.5.1　ACU简介　66
2.5.2　安装　68
2.5.3　创建和选择配置文件　69
2.5.4　编辑、导入和导出配置文件　71
2.5.5　管理配置文件　72
2.5.6　配置客户端适配器　74
2.5.7　Aironet客户端监控器　76
2.5.8　配置适配器的IP地址　79
2.6　ACU监控和排障工具　80
2.6.1　状态和统计　81
2.6.2　Cisco WLAN故障排除　83
2.6.3　勘查和链路测试工具　85
2.6.4　链路状态表　87
2.7　小结　88
2.8　主要术语　88
2.9　复习题　90

第3章　无线技术　93
3.1　波　93
3.1.1　正弦波　94
3.1.2　模拟到数字的转换　95
3.2　无线电通信的数学基础　96
3.2.1　瓦特　96
3.2.2　分贝　97
3.3　电磁波　98
3.3.1　EM频谱图　100
3.3.2　傅里叶综合法　101
3.3.3　频谱使用　101
3.4　信号　102
3.4.1　按时间查看信号　102
3.4.2　按频率查看信号　103
3.4.3　随时间和频率变化的信号　104
3.4.4　随时间和频率变化的噪音　105
3.5　调制技术　105
3.5.1　载频　106
3.5.2　基本调制技术　106
3.5.3　WLAN调制技术　107
3.6　WLAN传输技术　107
3.6.1　FHSS　107
3.6.2　DSSS　108
3.6.3　OFDM　110
3.7　多路访问和带宽　111
3.7.1　对无线介质的多路访问　111
3.7.2　WLAN、DSSS和CSMA/CA　111
3.7.3　带宽　112
3.8　无线电波的传播　113
3.8.1　折射　114
3.8.2　反射　114
3.8.3　衍射和散射　114
3.8.4　多径　115
3.8.5　路径损耗　116
3.9　小结　117
3.10　主要术语　118
3.11　复习题　119

第4章　无线拓扑　121
4.1　WLAN组件　121
4.1.1　笔记本电脑和工作站　121
4.1.2　移动式计算机、PDA和条码阅读器　123
4.1.3　客户端和适配器　124
4.1.4　接入点和网桥　125
4.1.5　天线　127
4.1.6　无线路由器　129
4.1.7　以太网和有线局域网　129
4.2　WLAN拓扑　130
4.2.1　模块化　130
4.2.2　WLAN类型　131
4.2.3　LAN　132
4.2.4　无线转发器　133
4.2.5　系统冗余和负载平衡　134
4.2.6　漫游　135
4.2.7　可扩展性　137
4.3　信道设置　138
4.3.1　IEEE 802.11b和802.11g信道设置　138
4.3.2　IEEE 802.11a信道设置　139
4.3.3　接入点覆盖范围和对比　140
4.3.4　多级速度实现　141
4.3.5　信道使用和干扰　142
4.4　网桥拓扑　142
4.4.1　根模式　142
4.4.2　点到点配置　143
4.4.3　点到多点配置　144
4.4.4　距离限制　145
4.4.5　带宽　145
4.5　基本WLAN拓扑　146
4.5.1　对等(Ad Hoc)拓扑(IBSS)　147
4.5.2　基本infrastructure拓扑　147
4.5.3　扩展Infrastructure拓扑(ESS)　148
4.5.4　拨号　148
4.5.5　宽带　149
4.6　校园WLAN拓扑　150
4.7　WLAN拓扑：对AVVID的补充　150
4.8　VLAN、QoS和移动IP代理　152
4.8.1　VLAN特性　153
4.8.2　服务质量　154
4.8.3　漫游　156
4.9　小结　157
4.10　主要术语　158
4.11　复习题　159

第5章　接入点　161
5.1　AP安装　161
5.1.1　Cisco AP简介　161
5.1.2　无线网卡升级　163
5.1.3　AP连线和供电　165
5.1.4　LED指示器　168
5.1.5　连接到AP　169
5.1.6　复位AP　172
5.2　基本配置　173
5.2.1　用IPSU配置IP地址和SSID　173
5.2.2　GUI导航　174
5.2.3　使用GUI配置基本设置　176
5.2.4　浏览CLI　180
5.2.5　通过CLI配置基本设置　183
5.3　验证AP运行　185
5.3.1　Home: Summary Status页面　186
5.3.2　网络映射　187
5.3.3　关联　189
5.3.4　ACM和ACU　191
5.4　网络接口配置　192
5.4.1　分配IP地址　194
5.4.2　配置Fast Ethernet接口　195
5.4.3　使用GUI配置无线接口　197
5.4.4　通过IOS CLI配置无线接口　201
5.4.5　验证无线设备状态　208
5.4.6　调试无线设备　215
5.5　配置服务　218
5.5.1　Telnet/SSH　218
5.5.2　热备份　220
5.5.3　Cisco发现协议　221
5.5.4　DNS　224
5.5.5　HTTP　225
5.5.6　代理移动IP　227
5.5.7　QoS　229
5.5.8　网络时间协议　232
5.6　无线服务　234
5.6.1　充当WDS的AP　236
5.6.2　WDS　237
5.7　小结　238
5.8　主要术语　239
5.9　复习题　239

第6章　网桥　243
6.1　网桥型号　243
6.1.1　网桥在网络中的角色　246
6.1.2　网桥连线和供电　250
6.1.3　LED指示器　250
6.1.4　连接到网桥　251
6.1.5　复位网桥　254
6.2　BR350的基本配置　256
6.2.1　使用IPSU配置IP地址和SSID　256
6.2.2　GUI导航　257
6.2.3　通过GUI配置基本设置　260
6.2.4　操作VxWorks菜单　263
6.2.5　使用VxWorks菜单配置基本设置　266
6.3　配置网络端口　268
6.3.1　配置无线端口　268
6.3.2　配置Ethernet端口　271
6.4　配置服务　272
6.4.1　配置时间服务器　273
6.4.2　配置BOOT服务　274
6.4.3　配置名称服务　275
6.4.4　配置路由选择设置　276
6.4.5　Cisco服务　277
6.5　1400系列网桥　282
6.5.1　1400系列网桥的型号和选项　283
6.5.2　1400系列的组件和附件　285
6.5.3　1400系列的IOS特性　287
6.6　小结　288
6.7　主要术语　288
6.8　复习题　289

第7章　天线　293
7.1　天线基本原理　293
7.1.1　天线变量　297
7.1.2　天线带宽　298
7.1.3　天线束宽　298
7.1.4　天线增益　298
7.1.5　天线极化　300
7.1.6　天线辐射图　302
7.1.7　系统分集　303
7.2　全向天线　304
7.2.1　2.2 dBi的偶极“Rubber Duck”天线　306
7.2.2　顶装天线　309
7.2.3　5.2 dBi mast mount垂直全向室内/室外天线　311
7.2.4　12 dBi铁塔天线　312
7.2.5　用于Cisco Aironet 1400系列室外无线网桥的9 dBi全向铁塔天线　313
7.2.6　柱状天线　314
7.2.7　集成天线　315
7.3　定向天线　317
7.3.1　接线天线　318
7.3.2　八木天线　321
7.3.3　实心碟形天线　324
7.3.4　5 GHz扇形天线　326
7.4　电缆和附件　327
7.4.1　电缆选择　327
7.4.2　电缆损耗　328
7.4.3　电缆连接器和分路器　328
7.4.4　放大器　329
7.4.5　避雷器　330
7.5　室外链路工程和RF路径规划　331
7.5.1　地面隆起　333
7.5.2　室外站点勘查和路径描述　333
7.5.3　校准和干扰　334
7.6　天线安装　335
7.6.1　天线安装限制因素　337
7.6.2　用梯安全　338
7.6.3　一般安全规程　339
7.6.4　法律问题　339
7.6.5　EIRP标准　340
7.7　小结　341
7.8　主要术语　341
7.9　复习题　342

第三部分　无线站点的安全和准备

第8章　安全　347
8.1　安全基础　347
8.1.1　WLAN弱点　348
8.1.2　WLAN面临的威胁　348
8.1.3　WLAN面临的攻击　349
8.2　基本WLAN安全技术　352
8.2.1　第一代无线安全(SSID)　354
8.2.2　WEP　354
8.2.3　认证和建立连接　355
8.3　WLAN的基本安全配置　356
8.3.1　物理接触　357
8.3.2　硬件设备　357
8.3.3　控制台访问　358
8.3.4　Telnet/SSH　358
8.3.5　TFTP/FTP　359
8.3.6　SSID　359
8.3.7　使用过滤器　360
8.3.8　增加客户端和AP安全性　360
8.3.9　监控WLAN设备　362
8.3.10　禁用不需要的服务　363
8.4　企业WLAN安全　364
8.4.1　第二代认证　365
8.4.2　802.1x基础知识　366
8.4.3　802.1x工作原理　367
8.4.4　802.1x认证类型　368
8.4.5　选择802.1x类型　370
8.5　企业无线加密和完整性检验　371
8.5.1　MIC　373
8.5.2　BKR　373
8.5.3　AES　374
8.6　其他企业安全服务　374
8.6.1　使用VPN　375
8.6.2　VLAN　377
8.6.3　生成树　380
8.7　小结　380
8.8　主要术语　380
8.9　复习题　382

第9章　应用、设计和站点勘查准备　385
9.1　站点勘查　385
9.1.1　站点勘查的考虑因素　386
9.1.2　WLAN标准和拓扑　387
9.1.3　站点勘查工程师要考虑的重要因素　388
9.2　变革中的无线技术和应用　388
9.3　WLAN设计　389
9.3.1　应用和数据采集　390
9.3.2　负载和覆盖范围　391
9.3.3　带宽和吞吐量　392
9.3.4　移动用户　393
9.3.5　电源消耗　394
9.3.6　干扰　396
9.3.7　加密　396
9.3.8　消防法规和安全法案　396
9.4　建筑物到建筑物的设计　397
9.4.1　城区站点到站点的设计实例　398
9.4.2　乡村站点到站点的设计实例　399
9.4.3　大城市点到点的设计实例　399
9.4.4　大城市点到多点的设计实例　400
9.4.5　要考虑的路径因素　400
9.5　站点勘查设备　401
9.5.1　AP和卡　402
9.5.2　天线和衰减器　403
9.5.3　电池组和电缆　403
9.5.4　安装器具　403
9.5.5　标记　404
9.5.6　测量设备和数码相机　404
9.5.7　勘查工具箱　404
9.5.8　RF测试工具　404
9.6　站点勘查文档和实用工具　405
9.6.1　站点图纸　405
9.6.2　站点走查　405
9.6.3　网桥距离计算工具　406
9.6.4　ACU站点勘查工具　407
9.6.5　Link Status Meter　408
9.7　小结　410
9.8　主要术语　411
9.9　复习题　412

第10章　站点勘查和安装　415
10.1　了解基础设施　415
10.1.1　协同工作　415
10.1.2　LAN基础设施　416
10.1.3　网络图　416
10.1.4　LAN介质　418
10.1.5　防火墙、楼道、电缆路径和维修回线　419
10.1.6　LAN基础设施　420
10.1.7　检查现有网络的运行状况　421
10.1.8　网络状况清单　422
10.1.9　网络性能基线　422
10.2　勘查　423
10.2.1　建筑物内的勘查准备　424
10.2.2　站点到站点的勘查准备　424
10.2.3　开始站点勘查　424
10.2.4　信道选择、数据率和重叠　426
10.2.5　利用现有条件进行工作　428
10.2.6　温度敏感区域中的无线覆盖　429
10.2.7　勘查多层结构　430
10.2.8　干扰　431
10.2.9　RF传播　431
10.3　AP装配和安装　432
10.3.1　在柱状物上安装AP　436
10.3.2　天线安装　437
10.3.3　电源　438
10.3.4　NEMA机壳　439
10.4　将WLAN设计记入文档　440
10.4.1　需求建议书　441
10.4.2　WLAN站点勘查细节　442
10.4.3　站点勘查报告　443
10.5　小结　444
10.6　主要术语　444
10.7　复习题　445

第四部分　管理无线网络

第11章　排障、监控、管理和诊断　449
11.1　排除故障的一般方法　449
11.1.1　症状、诊断和解决方案　450
11.1.2　做好防止网络故障的准备　452
11.1.3　网络和故障管理　452
11.2　OSI排障　454
11.2.1　排障OSI层　454
11.2.2　第1层：媒体、连接器和设备　456
11.2.3　第2层：网桥和交换机　458
11.2.4　第3层：路由器　459
11.2.5　排除TCP/IP故障　460
11.3　诊断工具　461
11.3.1　电缆检测器、万用表和监控器　461
11.3.2　网络分析器(嗅探器)　462
11.3.3　频谱分析仪　463
11.3.4　高斯和特斯拉表　464
11.4　WLAN故障排除　465
11.4.1　固件　465
11.4.2　配置文件　470
11.4.3　AP和客户端适配器状态(LED)　473
11.4.4　天线电缆　476
11.4.5　WLAN设备布放和障碍　476
11.5　系统消息日志　478
11.5.1　通过GUI配置事件通告　480
11.5.2　通过IOS CLI配置事件通告　483
11.5.3　SNMP　484
11.5.4　配置SNMP　487
11.5.5　系统日志和SNMP应用程序　491
11.6　企业管理　493
11.6.1　WLAN解决方案引擎　494
11.6.2　Cisco无线LAN框架　496
11.6.3　Aironet配置管理工具　497
11.6.4　Wavelink　499
11.6.5　Airwave　500
11.7　小结　501
11.8　主要术语　501
11.9　复习题　502

第12章　新兴技术　505
12.1　超宽频带无线　505
12.1.1　UWB应用　505
12.1.2　UWB许可　506
12.1.3　UWB干扰　507
12.1.4　避免其他设备的干涉　507
12.1.5　UWB细则　508
12.2　VoIP和WLAN语音　509
12.2.1　VoIP组件　510
12.2.2　集中式和分布式VoIP体系结构　512
12.2.3　ITU-T Umbrella协议：H.323　513
12.2.4　会话初始化协议　514
12.2.5　MGCP和H.248/Megaco　514
12.2.6　其他VoIP协议　515
12.2.7　VoIP和QoS　516
12.2.8　VoIP和WLAN　516
12.3　移动无线　518
12.3.1　移动无线的简单回顾　518
12.3.2　移动无线系统概述　520
12.3.3　移动无线系统漫游　521
12.3.4　移动无线中间设备　521
12.3.5　无线应用协议　522
12.3.6　开放移动联盟　523
12.3.7　移动无线的前景　524
12.4　无线组织和认证　524
12.4.1　Wi-Fi联盟　524
12.4.2　无线局域网协会　525
12.4.3　FCC　525
12.4.4　ETSI　526
12.4.5　UL　526
12.4.6　Cisco无线认证　527
12.4.7　无线网络认证工程师　528
12.5　小结　529
12.6　主要术语　529
12.7　复习题　531

附录A　术语表　535

附录B　复习题答案　547

附录C　物理层　551
无线拓扑　552
当今的无线和结构化布线系统　553
无线区布线　553
电缆安放　554
　电缆敷设　554
　电力线和槽道　555
　室内天线　556
　专门的电缆保护　557
电缆管理　557
　电缆组织和管理　557
　电缆标号　558
　手工电缆标签　559
外置天线　559
　外置馈线　559
小结　　560